(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率が向上された発光素子を提供すること。【解決手段】第１の電極１００と、第２の電極１０１と、第１の電極１００及び第２の電極１０１の間に位置する有機化合物を含む層１０７とを有し、有機化合物を含む層１０７は、第１の電極１００側から第１の層１０２、第２の層１０３及び第３の層１０４が積層した発光を担う層を少なくとも有し、第１の層１０２は第１の発光物質と第１の有機化合物を含み、第２の層１０３は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、第３の層１０４は第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、第１の層１０２において第１の発光物質は第１の有機化合物より多く含まれ、第２の層１０３において第２の有機化合物は第２の発光物質より多く含まれ、第３の層１０４において第３の有機化合物は第１の発光物質より多く含まれる発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。【選択図】図１
2010165675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は第１の発光物質と第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、
前記第３の層は前記第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、
前記第１の層において前記第１の発光物質は前記第１の有機化合物より多く含まれ、
前記第２の層において前記第２の有機化合物は前記第２の発光物質より多く含まれ、
前記第３の層において前記第３の有機化合物は前記第１の発光物質より多く含まれる発光素子。
【請求項２】
陽極と、陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は前記第１の発光物質からなり、
前記第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、
前記第３の層は前記第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、
前記第２の層において前記第２の有機化合物は前記第２の発光物質より多く含まれ、
前記第３の層において前記第３の有機化合物は前記第１の発光物質より多く含まれる発光素子。
【請求項３】
陽極と、陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は第１の発光物質と第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、
前記第３の層は前記第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、
前記第１の層における前記第１の発光物質の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満であり、
前記第２の層における前記第２の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満であり、
前記第３の層における前記第３の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満である発光素子。
【請求項４】
陽極と、陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層した発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は前記第１の発光物質からなり、
前記第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、
前記第３の層は前記第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、
前記第２の層における前記第２の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満であり、
前記第３の層における前記第３の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満である発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の層及び前記第２の層は正孔輸送性を有し、前記第３の層は電子輸送性を有することを特徴とする発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質及び前記第２の有機化合物は正孔輸送性の材料であり、前記第３の有機化合物は電子輸送性の材料であることを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質がアントラセンとジアリールアミノ基がアリーレン基を介して結合している化合物である発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質が９，１０−ジアリールアントラセン誘導体であり、
前記９，１０−ジアリールアントラセン誘導体の９位に結合するアリール基が、アリーレン基とジアリールアミノ基が結合してなるアリール基である発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質が下記一般式（ｉ）で表される物質である発光素子。
【化１】
2010165675.tif 000011
（但し、式中Ａｒ１は炭素数６〜２５のアリール基、Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリーレン基のいずれかを表し、Ａｒ３、Ａｒ４はそれぞれ独立に炭素数６〜２５のアリール基、カルバゾリル基のいずれかを表す。）
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の層に接して正孔輸送層が設けられており、
前記第２の有機化合物が縮合多環系の物質であることを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の層に接して正孔輸送層が設けられており、
前記第２の有機化合物が３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の層に接して正孔輸送層が設けられており、
前記第２の有機化合物がアントラセン誘導体であることを特徴とする発光素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質の発する光のピーク波長が前記第２の発光物質の発する光のピーク波長より短いことを特徴とする発光素子。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質は青色の光を発し、
前記第２の発光物質は緑色の光を発することを特徴とする発光素子。
【請求項１５】
請求項１３に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質の発する光の色と、
前記第２の発光物質の発する光の色とが互いに補色の関係であることを特徴とする発光素子。
【請求項１６】
請求項１３又は請求項１５に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質は青色の光を発し、
前記第２の発光物質は黄色の光を発することを特徴とする発光素子。
【請求項１７】
請求項１３、請求項１５及び請求項１６のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質の発する光のピーク波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にあり、
前記第２の発光物質の発する光のピーク波長が５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする発光素子。
【請求項１８】
請求項１３、請求項１５乃至請求項１７のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第１の発光物質は青緑色の光を発し、
前記第２の発光物質は赤色の光を発することを特徴とする発光素子。
【請求項１９】
請求項１３、請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子おいて、
前記第１の発光物質の発する光のピーク波長が４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲内にあり、
前記第２の発光物質の発する光のピーク波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする発光素子。
【請求項２０】
請求項１３、請求項１５乃至請求項１９のいずれか一項において、
前記発光素子の発する光が白色光であることを特徴とする発光素子。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項２０に記載の発光素子を用いた照明装置。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項２０に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する手段を備えた発光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の発光装置を搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、少なくとも一部に有機化合物を用いた発光素子に関する。また、当該発光素子を備えた照明装置、発光装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物を含む層を一対の電極間に有し、当該電極間に電流が流れることで発光を得ることができる発光素子を用いた発光装置の開発が進められている。このような発光装置は、現在薄型表示装置と呼ばれている表示装置と比較し、さらなる薄型軽量化が可能である。また、自発光であるため視認性も良く、応答速度も速い。そのため、次世代の表示装置として盛んに開発が進められ、現在、一部ではあるが実用化もなされている。
【０００３】
このような発光素子は、有機化合物を含む層に含まれる発光中心となる材料によって様々な発光色を提供することができる。また、異なる発光色を呈する発光中心材料を含む層を積層することによって発光を重ね合わせ、さらに多くの発光色のバリエーションを得ることもできる。特に、赤、緑、青の光を重ね合わせたり、互いに補色となる発光色を重ね合わせたりすることによって得られる白色光は、ディスプレイなどの用途の他、バックライトや照明などに好適であり重要視されている。
【０００４】
ところで、石油の枯渇問題や温暖化の問題を背景に、近年、低消費電力化された家電製品の需要が高まっている。低消費電力化へのアプローチとしては様々なものがあるが、自発光型の発光素子を用いる場合、発光素子自体の発光効率が向上することによって消費電力を低減させることができる。そのため、発光素子の発光効率向上に関しては多くの研究がなされている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２７１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように多くの研究がなされているものの、発光素子の発光効率は向上すればするほど消費電力の削減に繋がり、また、未だ充分な発光効率を呈する発光素子は少ないため、さらなる発光効率の向上が求められている。そこで、本発明の一態様は発光効率が向上された発光素子を提供することを課題とする。
【０００７】
また、本発明の一態様は消費電力の小さい発光装置又は電子機器を提供することを課題とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は表示品質の高い発光装置又は電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書で開示する発明の一例は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は、第１の電極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層した発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質と第１の有機化合物を含み、第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、第３の層は第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、第１の層において第１の発光物質は第１の有機化合物より多く含まれ、第２の層において第２の有機化合物は第２の発光物質より多く含まれ、第３の層において第３の有機化合物は第１の発光物質より多く含まれる発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００１０】
本明細書で開示する発明の一例は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は、第１の電極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層した発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質からなり、第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、第３の層は第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、第２の層において第２の有機化合物は第２の発光物質より多く含まれ、第３の層において第３の有機化合物は第１の発光物質より多く含まれる発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００１１】
本明細書で開示する発明の一例は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は、第１の電極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層した発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質と第１の有機化合物を含み、第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、第３の層は第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、第１の層における第１の発光物質の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満であり、第２の層における第２の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満であり、第３の層における第３の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満である発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００１２】
本明細書で開示する発明の一例は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極の間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は、第１の電極側から第１の層、第２の層及び第３の層が積層した発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質からなり、第２の層は第２の発光物質と第２の有機化合物を含み、第３の層は第１の発光物質と第３の有機化合物を含み、第２の層における第２の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満であり、第３の層における第３の有機化合物の割合は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満である発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００１３】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の層及び第２の層は正孔輸送性であり、第３の層は電子輸送性であることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００１４】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質及び第２の有機化合物は正孔輸送性の材料であり、第３の有機化合物は電子輸送性の材料であることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００１５】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質がアントラセンとジアリールアミノ基がアリーレン基を介して結合している化合物である発光素子である。
【００１６】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の発光物質が９，１０−ジアリールアントラセン誘導体であり、当該９，１０−ジアリールアントラセン誘導体の９位に結合するアリール基が、ジアリールアミノ基を有する発光素子である。
【００１７】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の発光物質が下記一般式（ｉ）で表される物質である発光素子である。
【００１８】
【化１】
2010165675.tif 000003
（但し、式中Ａｒ１は炭素数６〜２５のアリール基、Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリーレン基のいずれかを表し、Ａｒ３、Ａｒ４はそれぞれ独立に炭素数６〜２５のアリール基、カルバゾリル基のいずれかを表す。）
【００１９】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の層に接して正孔輸送層が設けられており、第２の有機化合物が縮合多環系の物質であることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、寿命の向上した発光素子とすることができる。
【００２０】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の層に接して正孔輸送層が設けられており、第２の有機化合物が３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、寿命の向上した発光素子とすることができる。
【００２１】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の層に接して正孔輸送層が設けられており、第２の有機化合物がアントラセン誘導体であることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、寿命の向上した発光素子とすることができる。
【００２２】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質の発する光のピーク波長が第２の発光物質の発する光のピーク波長より短いことを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、且つ色バランスの調整が容易な発光素子とすることができる。
【００２３】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質は青色の光を発し、第２の発光物質は緑色の光を発することを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、且つ色バランスの調整が容易な発光素子とすることができる。
【００２４】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質の発する光の色と、第２の発光物質の発する光の色とが互いに補色の関係であることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、色バランスの調整が容易な白色発光素子とすることができる。
【００２５】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質は青色の光を発し、第２の発光物質は黄色の光を発することを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、色バランスの調整が容易な白色発光素子とすることができる。
【００２６】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質の発する光のピーク波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にあり、第２の発光物質の発する光のピーク波長が５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、色バランスの調整が容易な白色発光素子とすることができる。
【００２７】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質は青緑色の光を発し、第２の発光物質は赤色の光を発することを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、色バランスの調整が容易な白色発光素子とすることができる。
【００２８】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光物質の発する光のピーク波長が４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲内にあり、第２の発光物質の発する光のピーク波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする発光素子である。このような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、色バランスの調整が容易な白色発光素子とすることができる。
【００２９】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子を用いた照明装置である。このような構成を有する照明装置は、消費電力を低減させた照明装置とすることができる。
【００３０】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光素子と発光素子の発光を制御する手段を備えた発光装置である。このような構成を有する発光装置は、消費電力を低減させた発光装置とすることができる。
【００３１】
本明細書で開示する発明の一例は、上記構成を有する発光装置を搭載した電子機器である。このような構成を有する電子機器は、消費電力を低減させた電子機器とすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一態様を実施することによって、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
【００３３】
また、消費電力の小さい照明装置を提供することができる。
【００３４】
また、消費電力の小さい発光装置または電子機器を提供することができる。
【００３５】
また、表示品質の高い発光装置又は電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１に記載の発光素子の概念図。
【図２】実施の形態２に記載の発光素子の概念図。
【図３】実施の形態３に記載の発光装置の上面図及び断面図。
【図４】実施の形態３に記載の発光装置の斜視図及び断面図。
【図５】実施の形態４に記載の電子機器を表す図。
【図６】実施の形態４に記載の電子機器を表す図。
【図７】実施の形態４に記載の電子機器を表す図。
【図８】実施の形態４に記載の電子機器を表す図。
【図９】実施例１記載の発光素子１の電流密度−輝度特性を表す図。
【図１０】実施例１記載の発光素子１の電圧−輝度特性を表す図。
【図１１】実施例１記載の発光素子１の輝度−電流効率特性を表す図。
【図１２】実施例１記載の発光素子１の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図１３】実施例１記載の発光素子１の発光スペクトルを表す図。
【図１４】実施例１記載の発光素子２の電流密度−輝度特性を表す図。
【図１５】実施例１記載の発光素子２の電圧−輝度特性を表す図。
【図１６】実施例１記載の発光素子２の輝度−電流効率特性を表す図。
【図１７】実施例１記載の発光素子２の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図１８】実施例１記載の発光素子２の発光スペクトルを表す図。
【図１９】実施例１記載の発光素子３の電流密度−輝度特性を表す図。
【図２０】実施例１記載の発光素子３の電圧−輝度特性を表す図。
【図２１】実施例１記載の発光素子３の輝度−電流効率特性を表す図。
【図２２】実施例１記載の発光素子３の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図２３】実施例１記載の発光素子３の発光スペクトルを表す図。
【図２４】実施例１記載の発光素子３の規格化輝度時間変化を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３８】
（実施の形態１）
図１に本実施の形態における発光素子１０６の概念図を示す。第１の電極１００と第２の電極１０１との間には、有機化合物を含む層１０７が設けられており、有機化合物を含む層１０７は少なくとも第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４からなる発光を担う層を有し、この順で第１の電極１００側から積層されている。第１の層１０２は第１の発光物質のみ、もしくは第１の発光物質と第１の有機化合物から構成されている。また、第２の層１０３は第２の発光物質と第２の有機化合物から、第３の層１０４は第１の発光物質と第３の有機化合物からなっている。第２の層１０３及び第３の層１０４における第２の有機化合物及び第３の有機化合物はそれぞれ発光物質を分散するためのいわゆるホスト材料として機能し、それぞれ発光物質より多く含まれている。具体的には第２の層１０３及び第３の層１０４において第２の有機化合物及び第３の有機化合物は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満の割合で含まれていればよい。一方、第１の層１０２は、第１の発光物質を半分以上の割合で含む層であり、第１の発光物質のみ、もしくは５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満の第１の発光物質と第１の有機化合物からなる。第１の有機化合物は、第１の層１０２に添加することによって、第１の層１０２の結晶化などを抑制し、第１の層１０２の膜質を安定化させる役割を担う。第１の有機化合物としては特に限定はないが、エネルギー移動の観点から、第１の発光物質よりもバンドギャップ（第１の発光物質がリン光性化合物である場合は三重項エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）の大きい物質を用いることが好ましい。このような構成を有する本実施の形態に記載の発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。
【００３９】
また、第１の層１０２と第２の層１０３とを正孔輸送性の層とし、第３の層１０４を電子輸送性の層とすることによって、キャリアの再結合位置を第２の層１０３と第３の層１０４との界面付近とすることができる。この際、再結合に関与しなかった電子が第１の層１０２において正孔と再結合することによって、第１の層１０２においても発光を得ることが出来、さらに有効に発光効率を向上させることが出来るようになる。第１の層１０２及び第２の層１０３を正孔輸送性の層とし、第３の層１０４を電子輸送性の層とするには、第１の発光物質及び第２の有機化合物に正孔輸送性を有する物質をもちい、第３の有機化合物として電子輸送性の物質を用いれば良い。
【００４０】
なお、第２の層１０３と第３の層１０４との界面近傍において再結合に関与しなかった電子を、第１の層１０２において捕獲することによって、発光を担う層で正孔と再結合せずに陽極側に通り抜ける電子の数を減らすことが可能となる。発光素子の劣化の一因として、発光を担う層で正孔と再結合せずに陽極側に通り抜けた電子がその他の層（例えば正孔輸送層や正孔注入層など）に達することによって引き起こされるものがある。そのため、本実施の形態に記載の構成を有する発光素子は、素子の劣化も低減させることができる構成を有する発光素子である。
【００４１】
ところで、発光物質を分散するホスト材料として好適な物質として、アントラセン誘導体に代表される縮合多環芳香族化合物などの、縮合多環系の材料がある。これらの材料は、バンドギャップが広いことから、発光物質から励起エネルギーの移動が起こりにくく、発光効率の低下や色純度の悪化を招きにくい。また、置換基によっては電子輸送性にも正孔輸送性にもなり、様々な構成の発光素子に適用が可能である。しかし、縮合多環系の材料はその骨格自体が電子輸送性を有しているために、置換基によって正孔輸送性の高い材料となっていてもある程度、電子を輸送する能力も保持しており、電子が正孔と再結合せずに陽極側に通り抜ける現象による劣化が条件によっては大きくなってしまうことがあった。このような場合に、本実施の形態に記載の構成を有する発光素子を適用すると、有効に劣化を抑制することができる。なお、ホスト材料として用いる縮合多環系の材料としては、３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物が特に有用である。
【００４２】
第１の発光物質及び第２の発光物質は有機化合物であって、互いに異なる発光色を呈する物質を用いればよい。これにより、これら二つの物質が発する光が重なり合った光を発光素子１０６は発することができ、様々な発光色を得ることができる。本実施の形態における発光素子１０６の構成を用いることによって、所望の発光色を呈し、且つ発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００４３】
ところで、２種類の発光物質を用いた発光素子の場合、波長の短い光を発する方の発光物質から、波長の長い光を発する方の発光物質へエネルギーの移動が起こってしまう現象がある。このような場合、波長の長い光を発する発光物質からの発光がどうしても強くなってしまい、色の組み合わせによってはバランスが取り難いということもあった。そのため、特に、第１の発光物質として、その発光の波長が第２の発光物質の発光の波長より短い発光を呈する物質を用いる構成は、第１の層１０２において、第２の層１０３で正孔と再結合せずに陽極側に通り抜けてきた電子と正孔が再結合することによって、第１の発光物質から波長の短い方の発光が得られるため、発光素子の発光色のバランスを取ることが容易となる。これにより、所望の発光色を呈する発光素子を容易に得ることができる。
【００４４】
なお、以上に説明してきたような本実施の形態における発光素子１０６の構成は、白色発光を得る際にも非常に有用である。本実施の形態における発光素子１０６の構成を用いることによって、所望のホワイトバランスを実現し、且つ発光効率の高い白色発光素子とすることができる。また、発光素子１０６において第１の発光物質として、その発光の波長が第２の発光物質の発光の波長より短い発光を呈する物質を用いる構成を適用した場合は、所望のホワイトバランスを容易に実現し、且つ発光効率の高い発光素子をさらに容易に得ることができる。
【００４５】
本実施の形態における発光素子１０６の構成を用いて白色発光素子を作製する場合、第１の発光物質と第２の発光物質が発する発光色の組み合わせとしては、赤と青緑、黄と青など、互いに補色の関係にある色の組み合わせを用いれば良い。特に、第１の発光物質として青、第２の発光物質として黄の発光色を呈する物質の組み合わせや、第１の発光物質として青緑、第２の発光物質として赤の発光色を呈する物質の組み合わせのように第１の発光物質として第２の発光物質の発光色より短い波長の光を発する物質を用いる構成は、発光素子の発光色のバランスを取ることが容易となるため好ましい構成である。
【００４６】
また、本実施の形態における発光素子１０６の構成を用いて白色発光素子を作製する場合、第１の発光物質と第２の発光物質が発する発光色の組み合わせの他の例としては、ピーク波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内にある光とピーク波長が４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲内にある光の組合せや、ピーク波長が５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内にある光とピーク波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にある光の組み合わせがある。もちろん、この場合も、第１の発光物質として第２の発光物質の発光色より短い波長の光を発する物質を用いると、発光素子の発光色のバランスを取ることが容易となるため好ましい構成となる。
【００４７】
続いて、以上のような発光素子をより具体的に作製方法を交えながら説明する。なお、ここで説明する素子構成や作製方法はあくまで例示であり、本発明の趣旨を損なわない範囲においてその他公知の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００４８】
図１に、本発明における発光素子の素子構成の一例を模式的に示す。図１に示す発光素子は、第１の電極１００と第２の電極１０１との間に有機化合物を含む層１０７を有する構成となっている。有機化合物を含む層１０７は、少なくとも第１の層１０２と、第２の層１０３と、第３の層１０４を第１の電極１００側から順に積層した積層体からなる発光を担う層を有している。第１の層１０２は第１の発光物質のみもしくは第１の発光物質及び第１の有機化合物を含み、第２の層１０３は第２の発光物質とホスト材料である第２の有機化合物を含み、第３の層１０４は第１の発光物質とホスト材料である第３の有機化合物を含む。発光を担う層と第２の電極１０１との間には電子注入層や電子輸送層など、発光を担う層と第１の電極１００との間には正孔輸送層や正孔注入層などの機能層が適宜設けられていても良い。本実施の形態では第１の電極１００が陽極、第２の電極１０１が陰極である場合を説明する。なお、本明細書における陽極とは、発光材料を含む層に正孔を注入する電極のこと示し、陰極とは、発光材料を含む層に電子を注入する電極のことを示す。また、発光素子が形成される基板の絶縁表面に接する電極は、第１の電極１００であってもよいし、第２の電極１０１であってもよい。
【００４９】
本実施の形態においては、発光素子が形成される基板の絶縁表面に接して第１の電極１００を形成する。第１の電極１００を陽極に用いる場合、第１の電極１００は仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、または珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウムは、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。その他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いることも可能である。
【００５０】
続いて、有機化合物を含む層を形成する。有機化合物を含む層１０７には、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、有機化合物を含む層１０７を構成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。また、有機化合物を含む層１０７は、通常、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、発光を担う層、電子輸送層、電子注入層等、各々の機能を有する機能層を適宜組み合わせて構成される。それぞれの層の有する機能を２つ以上同時に有する層を含んでいる層が形成されていても良く、また、発光を担う層を除いた上記したいずれかの層が形成されていなくとも良い。もちろん、上記した機能層以外の層が設けられていても良い。本実施の形態では有機化合物を含む層１０７として、陽極側から順に正孔注入層、正孔輸送層、発光を担う層（第１の層１０２、第２の層１０３及び第３の層１０４からなる積層体）、電子輸送層、電子注入層の積層構造を有する発光素子を例示して説明を行うこととする。
【００５１】
正孔注入層を用いる場合、正孔注入層として機能する材料としては、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物等が挙げられる。あるいは、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等を用いることができる。また、正孔注入層としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。正孔注入層は陽極に接して形成され、正孔注入層を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。
【００５２】
また、正孔注入層として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた材料（以下、複合材料という）を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極とのオーム接触が可能となり、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００５３】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００５４】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料における正孔輸送性の高い物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００５５】
例えば、複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００５６】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００５７】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【００５８】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００５９】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００６０】
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層として用いてもよい。
【００６１】
このような、複合材料を正孔注入層として用いた場合、陽極には仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。そのため、陽極としては前述した材料の他、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（Ａｌ−Ｓｉ）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金の膜はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００６２】
正孔輸送層は、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等の適当な材料を用いることができる。正孔輸送層としては１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いることが好ましいが、電子より正孔の輸送性の高い物質であれば正孔輸送層として用いることができる。また、正孔輸送層は単層構造のものだけではなく、上述した条件に当てはまる物質から成る層を二層以上組み合わせた多層構造の層であってもよい。正孔輸送層は真空蒸着法等を用いて形成することができる。
【００６３】
また、正孔輸送層として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。この場合は、インクジェット法やスピンコートなど溶液プロセスを使用することができる。
【００６４】
なお、発光を担う層と接する正孔輸送層には、第１の発光物質の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有する物質を用いることが好ましい。このような構成にすることにより、発光を担う層から正孔輸送層へのエネルギー移動を抑制することができ、発光効率の低下を抑制することができる。
【００６５】
発光を担う層は、第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４が第１の電極１００側から積層されている。第１の層１０２は第１の発光物質のみ、もしくは第１の発光物質と第１の有機化合物から構成されている。また、第２の層１０３は第２の発光物質と第２の有機化合物からなり、第２の有機化合物は発光物質を分散するためのいわゆるホスト材料として機能し、第２の発光物質より多く含まれている。具体的には第２の層１０３において第２の有機化合物は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満の割合で含まれていればよい。また、第３の層１０４は第１の発光物質と第３の有機化合物からなり、第３の有機化合物は発光物質を分散するためのいわゆるホスト材料として機能し、第１の発光物質より多く含まれている。具体的には第３の層１０４において第３の有機化合物は５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満の割合で含まれていればよい。一方、第１の層１０２は、第１の発光物質を半分以上の割合で含む層であり、第１の発光物質のみ、もしくは５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満の第１の発光物質と第１の有機化合物からなる。第１の有機化合物は、第１の層１０２に添加することによって、第１の層１０２の結晶化などを抑制し、第１の層１０２の膜質を安定化させる役割を担う。第１の有機化合物としては特に限定はないが、エネルギー移動の観点から、第１の発光物質よりもバンドギャップ（第１の発光物質がリン光性化合物である場合は三重項エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差））の大きい物質を用いることが好ましい。このような構成を有する本実施の形態に記載の発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができる。発光を担う層は真空蒸着法を用いて作製することができ、異なる材料を同時に蒸着する共蒸着法によって作製することができる。
【００６６】
第１の発光物質及び第２の発光物質は発光中心となる物質であり、各々異なる波長の光を発する物質を選択する。発光中心となる物質としては以下のような物質が挙げられるが、もちろんこれに限られない。青色の発光（発光波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍ）を呈する物質の例としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＢＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）などが挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）のような燐光を発する材料も用いることができる。青緑色の発光（発光波長４８０ｎｍ〜５２０ｎｍ）を呈する物質の例としては、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０などが挙げられる。また、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような燐光を発する材料も用いることができる。緑色の発光を呈する物質の例としては、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）等があげられる。また、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））等のようなリン光を発する材料も用いることができる。黄色の発光（発光波長５４０ｎｍ〜６００ｎｍ）を呈する物質の例としては、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）などが挙げられる。また、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））のような燐光を発する材料も用いることができる。赤色の発光（発光波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ）を呈する物質の例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。また、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）のような燐光を発する材料も用いることができる。なお、５２０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲においては材料を列挙していないが、もちろんこの範囲の発光波長を有する発光材料（燐光を発する材料も含む）も用いることが可能である。これらの中から異なる発光波長を有する物質を、発光素子から所望の発光色が得られるようにそれぞれ選択して用いることが出来る。組み合わせの例としては、例えば、第１の発光物質として２ＹＧＡＰＰＡ、第２の発光物質としてルブレンを用いると、白色が得られる。また例えば、第１の発光物質として２ＰＣＡＰＰＡ、第２の発光物質としてＢｉｓＤＣＭを用いても白色が得られる。さらに、例えば第１の発光物質として２ＹＧＡＰＰＡ、第２の発光物質としてＢｉｓＤＣＭを用いれば紫色、第１の発光物質としてＰＣＢＡＰＡ、第２の発光物質として２ＰＣＡＰＡを用いれば青緑のような中間色も得られる。
【００６７】
なお、第１の発光物質は、正孔輸送性を有する物質であることが好ましいことから、特にＰＣＢＡＰＡ、ＰＣＢＡＰＢＡ、ＤＰＡＢＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、２ＰＣＡＰＰＡ、２ＹＧＡＰＰＡ、２ＤＰＡＰＰＡ、等が挙げられる。特に、アントラセンとジアリールアミノ基がアリーレン基を介して結合している化合物は好ましい材料である。その中でも９，１０−ジアリールアントラセンの９位のアリール基が、ジアリールアミノ基を有する物質、即ち、下記一般式（ｉ）で表される物質は好適に用いることができる。
【００６８】
【化２】
2010165675.tif 000004
【００６９】
ここで、式中Ａｒ１は炭素数６〜２５のアリール基、Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリーレン基を表し、Ａｒ３、Ａｒ４はそれぞれ独立に炭素数６〜２５のアリール基、カルバゾリル基のいずれかを表す。Ａｒ３、Ａｒ４各々独立に置換基を有していても良く、この場合、当該置換基としては炭素数１〜４のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、カルバゾリル基のいずれかが挙げられる。上記炭素数６〜２５のアリール基としては、例えば、フェニル基、ｏ−ビフェニル基、ｍ−ビフェニル基、ｐ−ビフェニル基、フルオレン−２−イル基、スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル基、ナフチル基等が挙げられる。また、炭素数６〜２５のアリーレン基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、スピロフルオレンから誘導される２価の基等が挙げられる。また、炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
【００７０】
このような、第１発光物質として好適に用いることが可能な物質の例としては、構造式（１）で表される４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、構造式（２）で表される４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＢＡ）、構造式（３）で表されるＮ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）などが挙げられる。
【００７１】
【化３】
2010165675.tif 000005
【００７２】
また、波長の短い光を発する物質の方を第１の発光物質として、波長の長い光を発する物質の方を第２の発光物質として用いると、第１の層１０２において、第２の層１０３で正孔と再結合せずに陽極側に通り抜けてきた電子と正孔が再結合することによって第１の発光物質から波長の短い方の発光が得られるため、発光素子の発光色のバランスを取ることが容易となる。これにより、所望の発光色を呈し、且つ駆動時間に対する劣化の度合いが改善された発光素子を容易に得ることができる。これは特に、白色発光素子のホワイトバランスを調節する際に有用である。
【００７３】
第１の有機化合物は第１の発光物質に添加することで第１の発光物質の結晶化などを抑制し、第１の層の膜質を改善するために用いられる。そのため、特に材料に制限はないが、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビア���トリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等を用いることができる。ただし、第１の発光物質のバンドギャップ（又は三重項エネルギー）より第１の有機化合物のバンドギャップ（又は三重項エネルギー）が小さいと、第１の発光物質から第１の有機化合物にエネルギーが移動してしまい、発光効率の低下や、色純度の悪化が引き起こされる場合があるため、第１の有機化合物は第１の発光物質のバンドギャップ（又は三重項エネルギー）より大きいバンドギャップ（又は三重項エネルギー）を有する物質を選択することが好ましい。
【００７４】
第２の有機化合物、第３の有機化合物としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：Ｄ���Ｃ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。これら及び公知の物質の中から、各々が分散する発光物質のバンドギャップより大きなバンドギャップを有する物質を選択すればよい。また、発光物質が燐光を発する場合、ホスト材料としては該発光物質の三重項エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも大きい三重項エネルギーを有する物質を選択すれば良い。
【００７５】
なお、第１の発光物質、第１の有機化合物および第２の有機化合物は正孔輸送性の材料、第３の有機化合物は電子輸送性の材料であることが好ましい。正孔輸送性の材料としては、上述の芳香族アミン化合物、及びＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡ、ＤＢＣ１などの縮合多環芳香族化合物が挙げられる。電子輸送性の材料としては、上述の複素環化合物、及びＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴ、ＤＰＮＳ、ＤＰＮＳ２、ＴＰＢ３などの縮合多環芳香族化合物が挙げられる。
【００７６】
上述した中でも特に、縮合多環芳香族化合物はバンドギャップが広く、発光物質を分散するためのホスト材料として好適に用いることができるが、正孔輸送性の材料であっても、ある程度の電子を輸送する能力も保持しており、電子が正孔と再結合せずに正孔輸送層まで通り抜けてしまい劣化を増長させてしまうことがあった。その為、第２の有機化合物として、正孔輸送性の縮合多環芳香族化合物であるＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡ、ＤＢＣ１、ＰＣＢＡＰＡ、ＰＣＣＰＡなどを用いた場合、本実施の形態のような発光素子の構成を用いることによって、非常に有効に劣化を抑制することができる。
【００７７】
電子輸送層を用いる場合、発光を担う層と電子注入層との間に設置される。相応しい材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）−アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体などを用いることができる。また、この他に、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。電子輸送層としては１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いることが好ましいが、正孔より電子の輸送性の高い物質であれば電子輸送層として用いることができる。また、電子輸送層は単層構造のものだけではなく、上述した条件に当てはまる物質から成る層を二層以上組み合わせた多層構造の層であってもよい。電子輸送層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。
【００７８】
また、電子輸送層として、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。この場合、インクジェット法やスピンコートなどの溶液プロセスを適用することができる。
【００７９】
なお、発光を担う層と接する電子輸送層には、第３の層１０４の発光物質である第１の発光物質よりも大きい励起エネルギーを有する物質を用いることが好ましい。このような構成にすることにより、発光を担う層から電子輸送層へのエネルギー移動を抑制することができ、高い発光効率を実現することができる。
【００８０】
電子注入層を用いる場合、電子注入層を構成する電子注入性材料としては、特に限定は無く、具体的には、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、酸化リチウムや塩化リチウムなどのアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などが好適である。あるいは、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）やバソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの、いわゆる電子輸送性の材料にリチウムやマグネシウムなどアルカリ金属またはアルカリ土類金属を組み合わせた層も使用できる。電子注入層は陰極に接して形成され、電子注入層を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、陰極からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい構成である。電子注入層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。
【００８１】
なお、有機化合物を含む層１０７の形成には、上述した作製方法の他に蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法など、湿式、乾式を問わず、用いることができる。
【００８２】
また、陰極と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いることができる。
【００８３】
この後、陰極を形成して発光素子が完成する。陰極としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、元素周期表の１族または２族に属する金属、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ―Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなど）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金の膜はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００８４】
なお、陽極または陰極として導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、陽極又は陰極として形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８５】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【００８６】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ（３−メチルピロール）、ポリ（３−ブチルピロール）、ポリ（３−オクチルピロール）、ポリ（３−デシルピロール）、ポリ（３，４−ジメチルピロール）、ポリ（３，４−ジブチルピロール）、ポリ（３−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メトキシピロール）、ポリ（３−エトキシピロール）、ポリ（３−オクトキシピロール）、ポリ（３−カルボキシルピロール）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロール）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【００８７】
上記導電性高分子は、単独で陽極又は陰極に使用してもよいし、膜特性を調整するために有機樹脂を添加して導電性組成物として使用することができる。
【００８８】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、光硬化性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【００８９】
さらに、上記導電性高分子又は導電性組成物の電気伝導度を調整するために、アクセプター性またはドナー性ドーパントをドーピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【００９０】
アクセプター性ドーパントとしては、ハロゲン化合物、ルイス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。ルイス酸としては五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等が挙げられる。プロトン酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸と、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸を挙げることができる。有機カルボン酸及び有機スルホン酸としては、カルボン酸化合物及びスルホン酸化合物を使用することができる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。
【００９１】
ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を挙げることができる。
【００９２】
上記導電性高分子又は導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により陽極又は陰極となる薄膜を形成することができる。
【００９３】
上記導電性高分子又は導電性組成物を溶解する溶媒としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子及び有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよい。例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【００９４】
導電性組成物の成膜は上述のように溶媒に溶解した後、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて成膜することができる。溶媒の乾燥は、熱処理を行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【００９５】
なお、第１の電極１００や第２の電極１０１の種類を変えることで、本実施の形態の発光素子は様々なバリエーションを有する。第２の電極１０１を光透過性とすることで、第２の電極１０１側から光を射出する構成となり、また、第２の電極１０１を遮光性（特に反射性）とし、第１の電極１００を光透過性とすることで、第１の電極１００の側から光を射出する構成となる。さらに、第２の電極１０１、第１の電極１００の両方を光透過性とすることで、第２の電極側、第１の電極側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【００９６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型発光素子という）の態様について、図２を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極５０１と第２の電極５０２の間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各発光ユニットの構成としては、実施の形態１で示した有機化合物を含む層１０７と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態１で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明するものである。
【００９７】
図２において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２が積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２としては、実施の形態１で述べたものと同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態１で示した有機化合物を含む層１０７と同様である。また、第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２のどちらか一方が実施の形態１で示した有機化合物を含む層１０７と同様の構成を有していれば、他方はその他公知の構成を有していても良い。
【００９８】
本実施の形態では、第１の電極５０１を陽極とし、第２の電極５０２を陰極とする場合について説明する。第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２に挟まれる電荷発生層５０４は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加した際に、第１の発光ユニット５０３−１に電子を注入し、第２の発光ユニット５０３−２に正孔を注入するものであれば、どのような構成であってもよい。ただし、電荷発生層５０４の好ましい例は、電子を注入できる層と正孔を注入できる層の少なくとも二層を有し、該電子を注入できる層が第１の発光ユニット５０３−１に、該正孔を注入できる層が第２の発光ユニット５０３−２に、それぞれ接している構成である。また、正孔を注入できる層と電子を注入できる層との間に電子輸送性の高い物質からなる層（電子リレー層）を挟んだ構造であっても良い。
【００９９】
該電子を注入できる層としては、実施の形態１で述べた陰極や電子注入層の構成と同様のものを用いることができる。特に、実施の形態１で述べたような、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有させた複合材料が好適である。
【０１００】
一方、該正孔を注入できる層としては、実施の形態１で述べた陽極や正孔注入層の構成と同様のものを用いることができる。特に、実施の形態１で述べたような、正孔輸送性を有する物質からなる層中にアクセプター性の物質を含有させた複合材料が好適である。
【０１０１】
電子リレー層に用いることができる電子輸送性の高い物質としては、ＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上の物質を用いることが好ましく、ペリレン誘導体や含窒素縮合芳香族化合物等を好適に用いることができる。ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグリオキサリン−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二酸アミド（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）等が挙げられる。また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。その他にも、パーフルオロペンタセン、７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、（１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５−ヘキサデカフルオロフタロシアニナト）銅（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル（略称：ＰＣＢＭ））等を電子リレー層に用いることができる。
【０１０２】
電荷発生層５０４の具体的な一例としては例えば、電子輸送性を有する物質であるＢＰｈｅｎにリチウムを添加した層と、正孔輸送性を有する物質であるＮＰＢに酸化モリブデンを添加した層とを、第１の電極５０１側から順に積層した構成や、それらの層の間に電子リレー層である３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）を設けた構造などが挙げられる。
【０１０３】
例えば、一方の発光ユニットにおいて、実施の形態１で説明した発光物質を含む層１０７の構成を適用し、第１の発光物質に青色の蛍光を発する物質（青色の蛍光発光物質）、第２の発光物質に緑色の燐光を発する物質（緑色の燐光発光物質）を用いた場合、青色の蛍光発光物質、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物の三重項エネルギーが緑色のリン光発光物質の三重項エネルギーより大きい方が好ましい。青色の蛍光発光物質、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物の三重項エネルギーが緑色のリン光発光物質の三重項エネルギーより小さい場合、緑色のリン光発光物質からのエネルギー移動が起こり、三重項励起子の無輻射失活によりリン光発光の効率が損失するためである。
【０１０４】
本願の実施の形態で発光物質として用いているアントラセン誘導体は三重項エネルギーが低く、リン光発光の効率損失が顕著に起こると考えられる。つまり、発光を担う層に用いる材料や周辺材料の三重項エネルギーを考慮しなければならないということになる。そのため材料が限定され素子構造も煩雑になる。
【０１０５】
したがって、一方の発光ユニットは蛍光の発光、他方の発光ユニットは燐光の発光と分けることが好ましい。それによって、蛍光発光物質と燐光発光物質間の複雑なエネルギー移動を考慮することなく、効率的に有利な燐光発光を用いて、赤、緑、青の３原色からなる白色光を呈する発光素子を得ることができる。赤や緑の燐光を発する発光物質には良好な特性を有するものが開発されていることから、燐光を用いる発光ユニットは、赤や緑など長波長側の光を提供する発光ユニットとすることが好ましい。
【０１０６】
また、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット共に２種類の発光物質から得られた光を発するユニットである場合、各々のユニットにおける発光物質の組合せを補色の関係をなす光を発する物質の組合せとし、さらに、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットでは発光物質の組合せを異なる組合せとする（換言すると、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットは共に、各々異なる波長の光の組合せによる補色を利用した白色発光を呈する発光ユニットとする）と、駆動時間の累積に伴う色の変化を抑制することができるため、白色発光を呈する発光素子として好ましい構成である。
【０１０７】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子も作製することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能であり、そのため長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態は、他の実施形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１０９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いて作製された発光装置の一例について説明する。なお、本発明の一態様の発光装置は以下に説明する構成を有する発光装置のみに限定されず、その表示を担う部分（本実施の形態では画素部６０２）に実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子が含まれているもの全てを含むものとする。
【０１１０】
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いて作製された発光装置の一例について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。封止基板６０４には乾燥材６２５が設けられていても良い。
【０１１１】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１２】
次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１１３】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１１４】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２と、そのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３と、当該第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７よりなる発光素子とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１１５】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１１６】
第１の電極６１３上には、有機化合物を含む層６１６、および第２の電極６１７が積層され、発光素子が構成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、または珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）の単層膜の他、積層構造も適用でき、例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができるようになる。
【０１１７】
有機化合物を含む層６１６は、実施の形態１に記載した有機化合物を含む層１０７もしくは実施の形態２に記載した複数の発光ユニットと同様の構成を有している。また、有機化合物を含む層６１６を構成する材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）のいずれを用いてもよい。また、有機化合物を含む層６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物をその一部に用いてもよい。有機化合物を含む層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。
【０１１８】
さらに、有機化合物を含む層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）を用いることが好ましい。なお、有機化合物を含む層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１１９】
ここで、第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７によって発光素子が構成されるが、発光素子の詳しい構造及び材料については実施の形態１又は実施の形態２において説明したため、繰り返しとなる説明を省略する。実施の形態１又は実施の形態２を参照されたい。なお、本実施の形態における第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７はそれぞれ実施の形態１における第１の電極１００、有機化合物を含む層１０７、第２の電極１０１、実施の形態２における第１の電極５０１、複数の発光ユニット及び電荷発生層、第２の電極５０２に相当する。
【０１２０】
上述してきた駆動回路、画素部のＴＦＴ及び発光素子が形成された素子基板６１０と、封止基板６０４とをシール材６０５によって貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に、実施の形態１で示した発光素子１０６が備えられた構造の発光装置が提供される。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
【０１２１】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１２２】
以上のようにして、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いて作製された本発明の一態様の発光装置を得ることができる。
【０１２３】
本発明の一態様の発光装置は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いており、当該発光素子が発光効率の高い発光素子であることから、消費電力の低減した発光装置を得ることができる。また、当該発光素子が設計者の意図する発光色を容易に実現するところから、表示品質の優れた発光装置とすることができる。
【０１２４】
また、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子は、白色発光素子として好適な構成であることから、照明用途として好適に用いることが可能である。
【０１２５】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図４には本発明の一態様を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図４において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には有機化合物を含む層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いており、当該発光素子が発光効率の高い発光素子であることから、消費電力の低減された発光装置を得ることができる。また、当該発光素子が設計者の意図する発光色を容易に実現するところから、表示品質の優れた発光装置とすることができる。
【０１２６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む電子機器について説明する。これら電子機器は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を含んだ表示部を有する。
【０１２７】
実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図５に示す。
【０１２８】
図５（Ａ）は本発明の一態様の１例としてのテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置は、表示部９１０３は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製される。また、発光効率の高い当該発光素子を用いて作製されたテレビ装置は、表示部９１０３の消費電力が小さく、この表示部９１０３を備えた当該テレビ装置は消費電力の低減されたテレビ装置となっている。
【０１２９】
図５（Ｂ）は本発明の一態様の１例としてのコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータは、表示部９２０３は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製される。また、発光効率の高い当該発光素子を用いて作製されたコンピュータは表示部９２０３の消費電力が小さく、この表示部９２０３を備えた当該コンピュータは消費電力の低減されたコンピュータとなっている。
【０１３０】
図５（Ｃ）は本発明の一態様の１例としての携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７等を含む。この携帯電話は、表示部９４０３は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製されている。また、発光効率の高い当該発光素子を用いて作製された携帯電話では、表示部９４０３の消費電力が小さく、この表示部９４０３を備えた当該携帯電話は消費電力の低減された携帯電話となっている。
【０１３１】
図５（Ｄ）は本発明の一態様の１例としてのカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラは、表示部９５０２は、実施の形態１に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製されている。また、発光効率の高い当該発光素子を用いて作製されたカメラでは表示部９５０２の消費電力が小さく、この表示部９５０２を備えた当該カメラは消費電力の低減されたカメラとなっている。
【０１３２】
以上の様に、実施の形態１に示した発光素子を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、発光効率の高い当該発光素子を用いて作製された表示部は消費電力が小さく、当該表示部を有する電子機器は消費電力の低減された電子機器とすることができる。
【０１３３】
また、本発明の一態様の発光装置として、照明装置を挙げることもできる。実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を照明装置に適用する一態様を、図６を用いて説明する。
【０１３４】
図６は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子をバックライトとして適用した液晶表示装置の一例である。図６に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライトユニット９０３は、実施の形態１に示した発光素子を用いて形成されており、端子９０６により、電流が供給されている。
【０１３５】
ここで、液晶表示装置のバックライトユニット９０３は、各画素に設けられたカラーフィルタを透過して実際に液晶表示装置を視聴する人の目に触れる際に、最適な光となるような発光色を呈していることが望ましい。すなわち、通常、カラーフィルタとしては画素ごとに赤、青又は緑の光を透過する膜が設けられるが、カラーフィルタの材料によって光の透過率も異なる上、色によって人間の視感度も異なることから、バックライトは赤、青及び緑各々の波長成分において所望の輝度を有することが望ましい。この点において、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子はカラーバランスを調節することが容易であるために、液晶表示装置のバックライトユニット９０３として非常に好適に用いることができる。
【０１３６】
なお、バックライトユニット９０３は実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を１つのみ用いていても良いし、当該発光素子を複数用いていても良い。
【０１３７】
このように、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することができる。当該バックライトは大面積化も可能であるため、液晶表示装置の大面積化も可能になる。また、発光効率の高い当該発光素子を用いて作製することにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。さらに、当該バックライトは薄型で所望の発光色を容易に得ることができるため、液晶表示装置の薄型化、映像の高品質化も可能となる。
【０１３８】
図７は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図７に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子が形成されている。光源２００２は当該発光素子１つで構成されていても良いし、複数の当該発光素子によって構成されていても良い。また、異なる発光色を呈する複数種の発光素子によって構成されていても良い。このように、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いて光源２００２を作製することができる。発光効率の高い当該発光素子を用いて作製された光源２００２は、消費電力が小さいため、これが備えられた電気スタンドも消費電力の低減された電気スタンドとすることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子はカラーバランスの調整が容易であることから、目に優しい発光色を呈するなど、用途に合わせた発光色を有する電気スタンドを容易に提供することができる。
【０１３９】
図８は、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を、室内の照明装置３００１に適用した例である。照明装置３００１は当該発光素子１つで構成されていても良いし、複数の当該発光素子によって構成されていても良い。また、異なる発光色を呈する複数種の発光素子によって構成されていても良い。このように、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子を用いて照明装置３００１を作製することができる。当該発光素子を適用して作製された照明装置３００１は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、発光効率の良好な当該発光素子を用いて作製された照明装置３００１は、薄型で低消費電力な照明装置とすることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２に示した発光素子はカラーバランスの調整が容易であることから、暖色系の発光色から寒色系の発光色まで様々な色の発光を容易に提供することが可能である。これにより、例えばリビング用に暖色系の色、キッチンやダイニング用に演色性の良い色など、用途に合わせた発光色を有する照明装置を容易に提供することができる。
【実施例１】
【０１４０】
本実施例では実施の形態１に記載された発光素子の作製方法及び素子特性を説明する。なお、本実施例で用いた物質の構造式を以下に示す。
【化４】
2010165675.tif 000006
【０１４１】
（発光素子１）
まず、ガラス基板上に膜厚１１０ｎｍの珪素若しくは酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法で成膜し、その表面を、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、第１の電極を形成した。電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１４２】
この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０１４３】
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１４４】
続いて、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
【０１４５】
この後、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）とを共蒸着することにより、１０ｎｍの膜厚の第１の層を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は重量比で１：４（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。
【０１４６】
そして、９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）とＮ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより、１０ｎｍの膜厚の第２の層を形成した。ここで、ＰＣＣＰＡと２ＰＣＡＰＡとの比率は重量比で１：０．００５（＝ＰＣＣＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。
【０１４７】
さらに、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、２０ｎｍの膜厚の第３の層を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。
【０１４８】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いて同じく抵抗加熱による蒸着法を用いてバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜して電子輸送層を形成した。
【０１４９】
それから、同様に抵抗加熱による蒸着法を用いて、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ程度形成し、電子注入層を形成し、最後にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することによって第２の電極を形成し、発光素子１を作製した。
【０１５０】
以上により得られた発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１５１】
発光素子１の電流密度−輝度特性を図９に、電圧−輝度特性を図１０に、輝度−電流効率特性を図１１に、輝度―外部量子効率特性を図１２に示す。また、発光素子１に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１３に示す。
【０１５２】
発光素子１に用いた発光物質であるＰＣＢＡＰＡ及び２ＰＣＡＰＡは共に蛍光の発光を呈する発光物質であるが、図１１及び図１２から、１０００ｃｄ／ｍ２付近における電流効率が１０．４ｃｄ／Ａ、外部量子効率が４．９％と非常に高い効率を示した。このように、実施の形態１に記載の構成を有する発光素子１は非常に高い発光効率で発光を提供することができる発光素子であることがわかる。
【０１５３】
また、第１の層及び第３の層の発光物質であるＰＣＢＡＰＡは青色の発光を、第２の層の発光物質である２ＰＣＡＰＡは緑色の発光を呈する物質である。すなわち、図１３において、４７０ｎｍ付近にピークを有する発光はＰＣＢＡＰＡの、５０６ｎｍ付近にピークを有する発光は２ＰＣＡＰＡの発光であり、発光素子１においては、短波長側のＰＣＢＡＰＡの発光が、長波長側の２ＰＣＡＰＡの発光の８割程度の強度で得られていることがわかる。従来の構成においては、エネルギー移動などの影響により長波長側の発光が強く出てしまい、発光色のバランスを取ることが難しかったが、本発明の一態様の構成を用いることによって、以上に説明した発光素子１のように、短波長側の発光強度と長波長側の発光強度をほぼ同じにすることも可能となり、発光色のバランスを容易に調節することができるようになる。
【０１５４】
このように発光素子１は高い発光効率を呈し、且つ発光色のバランスを容易に調節することが可能な発光素子であることがわかる。
【０１５５】
（発光素子２）
発光素子１とは第１の層を構成する材料及び比率の異なる発光素子２の作製方法及び動作特性について説明する。発光素子２は発光素子１における第１の層をＰＣＢＡＰＡと２ＰＣＡＰＡの共蒸着膜で形成し、その比率を重量比で１：０．０２（ＰＣＢＡＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）とした以外は発光素子１と同様に作製した。
【０１５６】
以上により得られた発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１５７】
発光素子２の電流密度−輝度特性を図１４に示す。また、電圧−輝度特性を図１５に示す。また、輝度−電流効率特性を図１６に示す。また、輝度−外部量子効率特性を図１７に示す。また、発光素子２に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１８に示す。
【０１５８】
発光素子２に用いた発光物質であるＰＣＢＡＰＡ及び２ＰＣＡＰＡは共に蛍光の発光を呈する発光物質であるが、図１６及び図１７から、１０００ｃｄ／ｍ２付近における電流効率が１０．７ｃｄ／Ａ、外部量子効率が４．５％と非常に高い効率を示した。このように、実施の形態１に記載の構成を有する発光素子２は非常に高い発光効率で発光を提供することができる発光素子であることがわかる。
【０１５９】
また、第１の層及び第３の層の発光物質であるＰＣＢＡＰＡは青色の発光を、第２の層の発光物質である２ＰＣＡＰＡは緑色の発光を呈する物質である。すなわち、図１８において、４７０ｎｍ付近にピークを有する発光はＰＣＢＡＰＡの、５０６ｎｍ付近にピークを有する発光は２ＰＣＡＰＡの発光であり、発光素子２においては、短波長側のＰＣＢＡＰＡの発光が、長波長側の２ＰＣＡＰＡの発光の８割程度の強度で得られていることがわかる。従来の構成においては、エネルギー移動などの影響により長波長側の発光が強く出てしまい、発光色のバランスを取ることが難しかったが、本発明の一態様の構成を用いることによって、以上に説明した発光素子２のように、短波長側の発光強度と長波長側の発光強度をほぼ同じにすることも可能となり、発光色のバランスを容易に調節することができるようになる。
【０１６０】
このように発光素子２は高い発光効率を呈し、且つ発光色のバランスを容易に調節することが可能な発光素子であることがわかる。
【０１６１】
（発光素子３）
発光素子１又は発光素子２とは異なる構成を有する発光素子について、発光素子３としてその作製方法及び動作特性について説明する。
【０１６２】
発光素子３は正孔輸送層を形成するまでは、発光素子１及び発光素子２と同様に作製した。
【０１６３】
その後、ＰＣＢＡＰＡを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の層を形成した。
【０１６４】
つづいて、ＰＣＣＰＡと２ＰＣＡＰＡを共蒸着することによって１０ｎｍの膜厚の第２の層を形成した。ここで、ＰＣＣＰＡと２ＰＣＡＰＡとの比率は重量比で１：０．０２（＝ＰＣＣＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。
【０１６５】
さらに、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、３０ｎｍの膜厚の第１の層を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は１：０．１（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。
【０１６６】
その後、発光素子１及び発光素子２と同様に電子輸送層、電子注入層及び陰極を形成し、発光素子３を完成させた。
【０１６７】
以上により得られた発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１６８】
発光素子３の電流密度−輝度特性を図１９に示す。また、電圧−輝度特性を図２０に示す。また、輝度−電流効率特性を図２１に示す。また、輝度−外部量子効率特性を図２２に示す。また、発光素子３に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２３に示す。
【０１６９】
発光素子３に用いた発光物質であるＰＣＢＡＰＡ及び２ＰＣＡＰＡは共に蛍光の発光を呈する発光物質であるが、図２１及び図２２から、１０００ｃｄ／ｍ２付近における電流効率が１４．０ｃｄ／Ａ、外部量子効率が５．５％と非常に高い効率を示した。このように、実施の形態１に記載の構成を有する発光素子３は非常に高い発光効率で発光を提供することができる発光素子であることがわかる。
【０１７０】
また、第１の層及び第３の層の発光物質であるＰＣＢＡＰＡは青色の発光を、第２の層の発光物質である２ＰＣＡＰＡは緑色の発光を呈する物質である。すなわち、図２３において、４７０ｎｍ付近にピークを有する発光はＰＣＢＡＰＡの、５０６ｎｍ付近にピークを有する発光は２ＰＣＡＰＡの発光であり、発光素子３においては、短波長側のＰＣＢＡＰＡの発光が、長波長側の２ＰＣＡＰＡの発光の半分程度の強度で得られていることがわかる。従来の構成においては、エネルギー移動などの影響により長波長側の発光が強く出てしまい、発光色のバランスを取ることが難しかったが、本発明の一態様の構成を用いることによって、以上に説明した発光素子３のように、短波長側の発光強度と長波長側の発光強度をほぼ同じにすることも可能となり、発光色のバランスを容易に調節することができるようになる。
【０１７１】
続いて、信頼性に関する評価を行った結果を示す。図２４に、発光素子３を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件で駆動した際の規格化輝度時間変化を表す図を示した。図２４から、発光素子３の輝度半減時間は７０００〜８０００時間と見積もられ、実施の形態１に記載の構成を有する発光素子３は長寿命な発光素子であることもわかった。
【０１７２】
なお、本実施例においては青の発光を呈する発光物質と緑の発光を呈する物質とを用いた発光素子について具体的に説明したが、もちろん、他の発光色を呈する発光物質の組合せでも本発明の一態様は適用可能である。例えば、青の発光を呈する物質と黄色の発光を呈する物質とを用いた発光素子や、青緑の発光を呈する物質と赤の発光を呈する物質とを用いた発光素子など補色の関係にある発光を呈する発光物質の組合せにより白色発光を呈する発光素子を得ることも可能である。また、本実施例で説明した青の発光を呈する発光物質と緑の発光を呈する発光物質を組み合わせた発光を担う層を有する第１の発光ユニットと、赤の発光を呈する発光を担う層を有する第２の発光ユニットとを中間層を介して積層することによって、赤、緑、青の光からなる白色発光を呈する発光素子を提供することもできる。これらの発光素子は共に実施の形態１に記載の構成を有する発光を担う層を備えた発光素子であることから、発光効率の高い発光素子とすることができる。また、色バランスの調整が容易な発光素子である。
【０１７３】
（参考例）
実施例１で用いたＰＣＢＡＰＡは公知の物質ではないため、その合成方法を説明する。ＰＣＢＡＰＡは下記構造式（３）で表される構造を有する物質である。
【０１７４】
【化５】
2010165675.tif 000007
【０１７５】
［ステップ１：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ収率８６％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。
【０１７６】
【化６】
2010165675.tif 000008
【０１７７】
［ステップ２：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、ステップ１で合成した９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（０．２ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃１０時間還流した。還流後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、ＰＣＢＡの白色固体を４．９ｇ収率４５％で得た。ステップ２の合成スキームを下記（Ａ−２）に示す。
【０１７８】
【化７】
2010165675.tif 000009
【０１７９】
［ステップ３：ＰＣＢＡＰＡの合成］
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＡ４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物のＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体６．６ｇ収率７５％で得た。得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ、回収率９０％で得た。また、ステップ３の合成スキームを下記（Ａ−３）に示す。
【０１８０】
【化８】
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【０１８１】
なお、上記ステップ３で得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを測定した。以下に測定データを示す。測定結果から、上述の構造式（３）で表されるＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。
【０１８２】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ、２Ｈ），８．１９（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【符号の説明】
【０１８３】
１００    第１の電極
１０１    第２の電極
１０２    第１の層
１０３    第２の層
１０４    第３の層
１０５    正孔輸送層
１０６    発光素子
１０７    有機化合物を含む層
１１０    第２の電極
１１１    第１の電極
１１２    第１の層
１１３    第２の層
１１４    正孔輸送層
１１５    発光素子
１１６    有機化合物を含む層
５０１    第１の電極
５０２    第２の電極
５０３−１    第１の発光ユニット
５０３−２    第２の発光ユニット
５０４    電荷発生層
６０１    駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２    画素部
６０３    駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    有機化合物を含む層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
６２５    乾燥材
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライトユニット
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    有機化合物を含む層
９５６    電極
２００１    筐体
２００２    光源
３００１    照明装置
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングデバイス
９４０１    本体
９４０２    筐体
９４０３    表示部
９４０４    音声入力部
９４０５    音声出力部
９４０６    操作キー
９４０７    外部接続ポート
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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